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自由落体运动 殷雨露 设 计 项 目 设计内容 教 学 目 标 1、知识目标： （1）理解自由落体运动的条件和性质，掌握重力加速度的概念； （2）掌握自由落体运动的规律，能用匀变速直线运动的规律解 决自由落体问题。 2、能力目标： （1）培养学生的观察能力和逻辑推理能力； （2）进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学 方法，培养探求知识的能力； （3）通过对自由落体运动规律的应用，提高学生的解题能力。 3、情感目标： （1）充分利用多媒体辅助教学、演示实验和课本中的小实验， 让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，做到师生默契配 合、情理交融，使学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的 学习心理状态。 （2）利用课后的阅读材料，介绍伽利略上百次的对落体运动本质规 律的探索研究，使学生体会到科学探索的艰辛，挖掘德育教育 的素材。 教 学 重 点 仅受重力作用的不同物体，具有相同的重力加速度g。 教 学 难 点 物体下落的快慢与物体所受重力的大小无关。 教 学 方 法 多媒体辅助教学、实验探索与设问点拨相结合。 教 学 仪 器 硬币 1 枚，与该硬币等大的纸片 1 张；等大的厚大纸片 (20cm×20cm)2张；轻与大纸片的小石子 1颗；牛顿管及抽气机 1台； 米尺1把；多媒体教学系统及自制课件等。 设 计 思 路： 自由落体运动在教材中是作为初速度为零，加速度为g的匀变速 直线运动来安排的，如果教材处理得当，对巩固所学知识，进行科 学态度和科学方法教育，培养学生灵活运用已有知识解决实际问题， 根据实验探求规律的能力等都是极为有利的，本节课在教学设计时 突出以下几个特点： 1. 重视实验：整节课由6个演示实验、1个小实验组成，通过实 验设疑、解疑、探求规律，又通过实验巩固所学的知识，充分体现了 物理是以实验为基础的学科，体现科学实验是揭示自然规律的重要 方法和手段。 2. 重视多媒体辅助教学手段的运用：运用多媒体展示直观的自 由落体实例，再现伽利略对自由落体运动的研究过程，多媒体手段 的运用可提高课堂教学的效率。 3. 注重对学生进行物理学研究方法的教育：本节课从教学目标 的制定，到教学内容的安排与讲述，都在这一方面进行了一些有益 的尝试。 4. 充分发挥学生的主体作用：通过实验探索、设问点拔，创设 问题情境，引导学生积极参与，激发学习兴趣，活跃课堂气氛，调 动学生的学习积极性，使学生始终保持积极探索的学习心态。 5.层次分明：这节课的程序是：（1）通过对生活经验的分析及 实验观察，说明实际的落体运动受多种因素的影响；（2）正确地提 出问题，研究在真空条件下的落体运动，以及在实际中如何近似地 满足自由落体的条件；（3）揭示自由落体运动的性质，研究在真空 条件下落体运动的加速度，探求自由落体运动的规律。 教 学 过 程 教师调控与点拨 学生活动 设计意图 复 习 导 入 （屏幕显示要复习的问题， 提问学生，回答正确后，屏幕再 显示相关内容） 初速度等于零的匀加速直线 运动： 规律：速度变化规律 Vt＝ at 位 移 变 化 规 律 　 　 S ＝ V0t+at2/2　 推论： Vt2＝2as V ＝Vt/2＝Vt中 特点： ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝ aT2 参照本课后阅读材料，“做 一做”，比较两个同学的反应时 间长短，说清要求和测定方法， 让每个同学测它的反应时间。那 么怎么测呢？格尺的运动是一种 什么运动呢？设疑。 学生思考并回 答 学生听讲并认 真思考，并动 手操作,激发起 同学对知识渴 求的兴趣 解决课前的问题， 提高学习主动性 体会由简单到复 杂，从一般到特 殊的研究方法， 对不同运动规律 的思考引起对其 它运动情况的反 思。 提高参与意识 设置情景，由自 然的问题引入， 贴近学生的生活， 引发进一步学习 的强烈兴趣。 新 课 教 学 关于落体运动，同学们都了 解、知道些什么呢？ 学生在小学课文《两个铁球 同时落地》及其它各种途径中早 已了解伽利略、比萨斜塔、伽利略 的落体实验等。 （演示 1）多种小物体的下 落。指出在地面附近的任何物体， 脱离支持物后，由于受地球重力 作用而竖直下落。 学生认真观看 加强学生对自由 落体的感性认识 教 学 过 程 教师调控与点拨 学生活动 设计意图 新 课 教 学 落体运动的快慢与哪些因素 有关呢？我们应该在什么样的条 件下研究落体的运动？落体运动 的性质怎样？遵循什么样的规律 呢？这就是本节要研究的问题。 （实验设疑，引出矛盾的结论， 揭示问题的复杂性） （演示 2）取一枚硬币，一 枚与硬币等大的纸片，让它们从 同一高度同时下落。 观察出硬币先着地，得出物 体越重下落越快。 （演示 3）取一颗小石子， 一张比小石子重的大纸片，让它 们从同一高度同时下落。 观察出小石子先着地，得出 物体越轻下落越快。 （演示 4）取两张完全相同 的大纸片，它们的重力是相同的， 这样重力对下落的作用是相同的 （采用控制变量法），再把其中 的一张捏成纸团，让它们从同一 高度同时下落。 观察到纸团先着地，重力相 同的两个物体下落快慢可能不同。 物体下落的快慢和物体的轻 重关系比较复杂，既不能说俞重 俞快，也不能说俞轻俞快，重力 相同的两个物体下落快慢可能不 同。这说明如果停留在“物体下 落的快慢和轻、重有什么关系” 这个问题上是找不到出路的，必 须换个角度来研究这个问题。 学生思考 学生认真观察 学生认真观察 学生认真观察 学生思考并回 答 认真观察 分组讨论，思 设疑来提高进一 步探讨的热情 通过实验加深对 自由落体和空气 阻力的联系，为 下一步理解阻力 对自由落体的影 响作铺垫 通过实验观察理 解自由落体在重 力上的大小之间 没有关系 通过对比实验来 分析本质区别 教 学 过 程 教师调控与点拨 学生活动 设计意图 新 课 教 学 那么，除了物体的重力外， 影响物体下落快慢的因素还有什 么呢？ （演示 5）牛顿管实验。 在抽去空气的牛顿管内，金 属片、小羽毛、小软木塞和小玻璃 球等下落的快慢趋于相同。 （在抽气过程中，进行对伽 利略思想的阐述： 亚里士多德的研究方法：观 察与思考 物体下落的快慢由 重力大小决定。 伽利略的研究方法：巧妙的 推理 提出假说 数学推理  实验维 合理外推 利用课本后的阅读材料《伽 利略对自由落体运动的研究》自 制课件，再现伽利略的推理研究 过程，得出自由落体运动是一种 匀变速直线运动。 伽利略对自由落体的研究， 开创了研究自然规律的科学方法： 抽象思维、数学推导和科学实验 相结合。爱因斯坦在《物理学的进 化》中这样评论：“伽利略的发 现以及所应用的科学的推理方法 是人类思想上最伟大的成就之一， 而且标志着物理学真正的开 端”。） 分析得出是空气阻力。 认真观察 学生思考并认 真总结 学生分组讨论 学生思考并回 答 直接在观察实验 中学生就可以得 到结论 比结论更重要的 是对科学的推理 方法的认识。 影响空气阻力大小的因素太复杂 （物体形状、速度大小、空气密度 等），引导得出最好先研究在没 有空气阻力的条件下的落体运动。 讨论后回答 对自由落体运动 的全面认识，提 高空间想象力 教 学 过 程 教师调控与点拨 学生活动 设计意图 新 课 教 学 把只在重力作用下，由静止 下落的物体叫做自由落体，这种 运动叫自由落体运动。 【板书】 §2.8 自由落体运动 【板书】 一、自由落体运动：物体只在 重力作用下从静止开始下落 的运动，叫做自由落体运动。 自由落体运动只有在没有空 气的空间里才能发生，在有空气 的空间里，如果空气阻力的作用 可以忽略不计时，物体的下落也 可以看做自由落体运动。 【板书】 f<<G （探索自由落体运动的性质） 从实验中知道，自由落体运 动是一种变速直线运动，这种运 动是什么性质的运动呢？是一般 的变速直线运动，还是匀变速直 线运动呢？ （实验直接验证） 讨论后回答 学生思考 学生思考 探索自由落体运 动的性质 在现实生活中的 自由落体的认识， 进一步掌握阻力 对自由落体的影 响。 利用重物自由下落时打点计 时器打下的纸带，测出有关的数 据，结合课本中习题（或学生实 验）中的结论ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ －SⅡ＝…＝aT2，定量判断出自 由落体运动是匀加速直线运动。 【板书】 二、自由落体运动的性质： 是一种初速度等于零 的匀加速直线运动。 学生进行试验 操作 培养合作意识 用试验来探索而 非验证符合现代 教育中科学研究 的精神 教 学 过 程 教师调控与点拨 学生活动 设计意图 新 课 教 学 从同学中收集得到的 a的结 果，取七八个值进行平均值计算， 得到自由落体运动的加速度为 g，大小大约为 9.8m/s2。 【板书】 1、自由落体加速度： (1)在同一地点，不同物 体作自由落体运动时的加速 度相同，这个加速度叫自由 落体加速度，也叫做重力加 速度，通常用 g表示。 (2)赤道小，两极大。高 山小，平地大。通常情况下 g 取 9.8m/s2 。 (3)重力加速度是矢量， 它的方向总是竖直向下的， 与重力方向相同。 计算后回答 学生思考 学生观察 学生的参与是为 了培养兴趣和提 高积极性 （归纳自由落体运动的规 律） 由于自由落体运动是初速度 为零的匀加速直线运动，所以匀 变速直线运动的基本规律及其推 论都适用于自由落体运动，只要 把 V0取零，并且用 h来代替高度 s，g来代替加速度 a就行了。 【板书】 三、自由落体运动的规律： (1)规律： Vt＝gt 　　 h＝gt2/2 Vt2＝2gh 解疑：为什么可以测自己的反应 时间，是什么原理，自己的 反应时间又是多少呢？ 学生讨论并问 答 学生认真观察 学生思考并回 答 探索自由落体运 动的性质 通过图表使同学 更深刻的认识到 自由落体是匀速 直线运动的一种 形式。 解决导入时设下 的疑问，进一步 加深自由落体运 动的规律的理解。 小结 教师强调：本节课对自由落 体运动进行了实验、推理、探索， 请同学们思考并回答下面的问题： 做自由落体运动的条件是什么？ 为什么说自由落体运动是初速度 为零的匀加速直线运动？叙述它 的规律。 学生回答 提高学生对信息 的归纳，总结和 言语表达能力 巩 固 练 习 见微机 学生解答 通过练习加深理 解 书本作 业 复习本课文，预习下一节。 社会实 践作业 每人询问一名陌生同学，如 何能最简单的测本学校楼的高度？ 提高学生言语表 达能力，社交能 力和学习的自信 心。 板书 §2.8 自由落体运动 1. 自由落体运动： 物体只在重力作用下从静止开始下 落的运动，叫做自由落体运动。 f<<G. 二、重力加速度： 是一种初速度等于零的匀加速直线运动。 自由落体加速度g 1、 2、 3、 三、自由落体运动的规律： Vt＝gt S＝gt2/2　 Vt2＝2gh